オリーブ畑とブドウ園を壊滅させる細菌とは

製品概要

Xylella fastidiosaは、オリーブ急速衰退症候群（OQDS）を含む植物病害を引き起こす細菌であり、年間5.5億ユーロ以上の経済効果をもたらしています。この細菌は木部を介して植物に広がり、水ストレスや栄養素の欠乏を引き起こし、病害の症状を引き起こします。そのため、この細菌の制御に向けた取り組みは、予防、封じ込め、そして治療法の研究に重点が置かれています。

欧州連合の t20の優先植物害虫、 Xylella fastidiosa さまざまな植物病を引き起こす細菌です。 

これは致命的なオリーブ急速衰退症候群（OQDS）を引き起こし、過去15年間にヨーロッパで大規模な流行を引き起こし、年間5.5億ユーロを超える経済的影響を与えていると推定されています。

ヨーロッパと世界における細菌の起源

Xylella fastidiosa は、わずか 2 種しか知られていない Xylella 属菌種のうちの 1 つです。もう 1 つは、台湾島でアジアナシに葉焼けを引き起こす Xylella taiwanensis です。

植物の水分輸送組織（道管）で増殖する好気性グラム陰性細菌であるX. fastidiosaは、世界中で数多くの植物病を引き起こすことが知られています。 

細菌は木部を介して植物内を自由に移動し、絶えず増殖します。 

それらの数が危機的なレベルに達すると、結果として生じたバイオフィルムが木部を塞ぎ、水ストレスや亜鉛や鉄などの元素の欠乏につながり、病原体が関連する病気に関連する多くの症状を引き起こします。

このような病気の最初の報告は 1892 年に発生し、原因不明の疫病によりカリフォルニアのブドウ園のおよそ 14,000 ヘクタール (34,600 エーカー) が壊滅しました。 

この ​,war「「アナハイム病」は後に、この流行を研究するために招聘された細菌学者ニュートン・ピアースにちなんでピアース病と名付けられました。 

ピアスは、特定の病原体を分離したり特定したりすることはできなかったものの、微小な感染性病原体が病気の原因であると正しく推測した。

20のほとんどがウイルスであると想定されています^th 1973世紀に入ってから、X. Fastidiosa が細菌として認識されたのは1987年になってからでした。そして、この細菌が正式に記載され、WellsらによってXylella fastidiosaと命名されたのは-年になってからでした。 

それ以来、696 の植物科に属する 88 種の植物がこの病原体の適切な宿主として特定されています。

キシレラ菌によって引き起こされることが知られている病気の中には、農業および経済にとって重大な影響を及ぼすものがいくつか存在します。例えば、カリフォルニア州のワイン製造業界に年間推定104億92万ドル（-万ユーロ）の損失をもたらしている前述のピアス病、オリーブ葉焼け、そしてOQDS（オリーブの葉焼け病）などが挙げられます。

OQDS はオリーブの葉、小枝、枝の枯れや乾燥を引き起こし、木が実をつけるのを妨げ、最終的には木の倒壊や枯死につながります。

最悪の予測モデルによれば、5.6年までにイタリアだけで経済損失総額は最大2070億ユーロに達し、国内の感染拡大によりすでに推定100,000万人の雇用が失われているとのことだ。

Xylella fastidiosaは、その破壊的な影響と、新しい環境や宿主に急速に適応する能力のため、EUでは検疫生物として規制されています。EU域内への持ち込みおよび移動は法律で禁止されています。

キシレラがどのように広がり、現在どこで発見されているか

中米原産の Xylella fastidiosa は、ヨコバイ科およびアザミウマ科 (ヘリカメムシおよびカエルトビイロウンカ) の木部摂食昆虫によって宿主植物間で伝染します。 

このような昆虫は短距離（約100メートル）の基本的な飛行しかできませんが、風に乗ってはるかに長い距離を移動することが記録されています。また、地下での根の接ぎ木による細菌の伝播も確認されています。

長距離拡散は、感染した植物の移動によって最も頻繁に発生します。病原体がこのようにして拡散したと考えられています。 イタリアに導入された およびその他のヨーロッパ諸国。

2013 年 - 月に、Xylella fastidiosa が オリーブの木に感染しているのが発見された イタリア南部のプーリア地方。 

この細菌が欧州連合（EU）内で報告されたのはこれが初めてでした。この病気はオリーブ畑の収穫量を急激に減少させ、2015年-月までにレッチェ県全域とプーリア州の他の地域にまで影響を及ぼしました。

イタリアで発生した亜種は、X. fastidiosa subsp. paucaと特定されており、オリーブの木と温暖な気候を著しく好む系統です。この亜種は、その壊滅的な被害の可能性から、米国農業バイオテロ対策法の対象となっています。

イタリアでの発生を受けて、欧州食品安全機関（EFSA）は2015年-月に臨時科学ワークショップを開催した。 

このイベントには世界中から100人を超える科学者が出席し、病原体に関する主要な知識のギャップを特定し、研究の優先順位について議論した。 

同月、EFSAはプーリア州で進行中の実験から、ブドウの木が同地域におけるキシレラ菌の保有者である可能性があるという結論を下した。

2015年-月までに、病原体はフランス本土のプロヴァンス＝アルプ＝コート・ダジュール地方に到達し、そこでは亜種のX. fastidiosa subsp. multiplexが南アフリカから持ち込まれた植物種であるギンバイカに感染していることが判明した。 

翌年、この細菌は コルシカ島 2017年にはスペインの島々で検出された。 マヨルカ島 そしてイビサ島、そしてその後スペイン本土に広がりました。

キシレラはその後、イベリア半島全域のオリーブの木やその他の宿主植物、そしてレバノンや イスラエル 中東では

キシレラ菌の蔓延における気候変動の役割

実質的な研究によれば、 気候変動 気温と湿度の変化が主な要因となり、植物病害発生のリスクが高まります。

地球の気温が上昇するにつれ、多くの病原体の地理的範囲が拡大し、これまで温暖な気候に限定されていた病気が新たな地域や植物種に影響を及ぼすようになります。 

一般的に気温が高くなると、特に湿度が高くなると、真菌や細菌の増殖や繁殖が促進されます。 

さらに、最低気温の上昇は、生物の季節的な活動期間を延長し、冬を越して環境中に留まる能力を高めます。これは病原体だけでなく、その媒介生物にも当てはまります。

気温の上昇は多くの病原菌に有利に働くだけでなく、熱や水分のストレスなどにより植物の自然の防御機構を弱め、感染に対してより脆弱になり、より大きな被害や高い死亡率を招く可能性が高くなります。

特にキシレラ・ファスティディオーサ（Xylella fastidiosa）に関しては、最近の気候駆動型疫学モデルが、病原体とその主要媒介生物であるフィラエヌス・スプマリウス（Philaenus spumarius、別名メバチカメムシ）の双方にとって好ましい気候条件を評価することで、様々な気候変動シナリオにおけるヨーロッパの地域におけるこの病気に対する脆弱性を分析しました。この昆虫は、以前、イタリアのオリーブ畑でこの細菌を拡散させる媒介生物として特定されていました。

研究によると、地球の平均気温が1.5℃上昇すると、ヨーロッパで危険にさらされる陸地の総面積の割合は0.32％に増加し、4℃上昇するとその面積は1.87％に増加することが判明した。 

分析された気温上昇の範囲内で、3℃の上昇が転換点となることが特定されました。研究者らは、この閾値を超えると、地中海地域北部への病原体の拡散リスクが著しく高まり、これまで影響を受けていなかった地域にも急速に広がる可能性があることを発見しました。

著者らはまた、1990年代半ばまでは、地中海諸島を除くヨーロッパの気候条件により、この細菌がヨーロッパ大陸に定着することはほとんどなかったと主張している。

Xylella fastidiosa の防除への取り組み

病気の植物に対する治療法は知られていないため、現在の制御対策は予防と封じ込めに重点を置いています。 

一般的に使用されている最も効果的な戦略は、細菌の貯蔵庫となる可能性のある感染した植物質の徹底的な除去と、媒介昆虫の個体数の制御の両方を必要とする。

EFSAは、感染が判明している植物を完全に除去することに加えて、 ​,war「少なくとも 100 メートルの「緩衝地帯」が設定され、そこからもすべての影響を受けやすい植物種が除去され、破壊されます。

病原体の毒性のため、専門家は、このプロセス中にすべての有機物を除去および輸送する際には保護対策を講じることを推奨しています。

昆虫媒介生物を制御するプロセスも同様に複雑であり、生物自体の除去だけでなくその生息地の除去も必要となります。 

これは、これらの昆虫が多食性と多段階のライフサイクルを持つため必要です。例えば、Phillaenus spumarius は少なくとも170種類の宿主植物を摂食することが知られており、孵化後-段階を経て成長します。

Xylella fastidiosa の治療と研究

栽培方法の変更、殺菌処理、そして宿主の生理状態の改善を目的とした介入の組み合わせは、病気の進行を抑制し、収穫再開を可能にする効果も期待できることが示されている。しかしながら、これまでのところ、感染した植物から病原体を根絶することに成功した例は存在しない。

キシレラは検疫対象となっているため、特にEU内では、治療法の研究は大幅に制限されています。EUの他の規制には、植物保護のための抗生物質の使用禁止などがあり、そのため、研究分野は地理的な地域によって異なります。

米国では、植物への抗生物質の使用が認可されており、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、ストレプトマイシンなどの抗生物質をピアス病の葉面散布に使用した試験や、キシレラ菌によるアメリカニレの葉焼け病の治療にオキシテトラサイクリンの微量注入を使用した試験から情報が得られます。 

こうした試験では症状の寛解は実証されているものの、感染の根絶には成功しておらず、治療を中止すると症状が再発する。

ヨーロッパにおける主要な取り組みは、 バイオベクソプロジェクトは、欧州連合のホライズン 2020 研究イノベーション プログラムの一環として 2020 年に開始されたバイオベース産業共同事業 (BBI-JU) イノベーション アクションです。

BIOVEXO は、オリーブ栽培におけるキシレラ菌の駆除に特化して、主に 2 つのクラスの環境に優しい生物農薬を開発しています。 ​,war「病原体を直接標的とする「Xバイオ農薬」と ​,war「「Vバイオ農薬」は、病原体の主な伝染媒介物として機能するツトガ科の昆虫を標的としています。 

試験されている成分物質は、細菌株、微生物代謝産物、植物抽出物、昆虫病原菌です。

ブラジルでの最近の研究では、新しいアプローチとして、パラセタモールの過剰摂取の治療や、肺炎や気管支炎などの疾患による粘液の増多を緩和するために使用される一般的な粘液溶解薬である N アセチルシステインが取り上げられています。 

原因となるメカニズムはまだ完全には解明されていないが、初期の結果では、水耕栽培作物や畑作物に灌漑によって薬剤を散布すると、細菌バイオフィルムを破壊する効果があることが示された。

バイオフィルムは抗菌治療から細菌を保護し、最終的には細菌耐性につながる役割を果たしているため、保護バイオフィルムマトリックスを分解することでキシレラ菌を直接標的とする治療の有効性が大幅に向上する可能性があるため、この研究分野は増加する可能性があります。

この研究が示唆するように、宿主全体の病原体を正確かつ体系的に殺す手段がいつかは可能になるかもしれないが、その手段が見つかるまでは、感染した植物の隔離と破壊が、おそらく唯一最も効果的な制御方法であり続けるだろう。